DE102015009011A1

DE102015009011A1 - Schiffchenstickmaschine mit Laserschneidvorrichtung

Info

Publication number: DE102015009011A1
Application number: DE102015009011.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Galiga; Gerardo Friedrich; Thomas Peter
Original assignee: Saurer AG
Current assignee: Saurer Intelligent Technology AG
Priority date: 2015-07-10
Filing date: 2015-07-10
Publication date: 2017-01-12
Also published as: CH711313A2; CH711313B1; CH711313A8

Abstract

Schiffchenstickmaschine mit Laserschneidvorrichtung, bei der ein Laserstrahl (8, 61) in die Nähe der Einstichstelle (15) der Sticknadel (3) auf die Stoffbahn (1) einwirkt, wobei zur Minimierung des Abstandes (12) zwischen der Einstichstelle (15) der Sticknadel (3) und dem auf die Stoffbahn (1) auftreffenden Laserstrahl (8, 61), der Laserstrahl (8, 61) im schrägen Winkel (13) zur Ebene der Stoffbahn (1) in Richtung auf die Einstichstelle (15) der Sticknadel (3) auf die Stoffbahn (1) auftrifft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schiffchenstickmaschine mit Laserschneidvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine eingangs genannte Schiffchenstickmaschine mit Laserschneidvorrichtung ist beispielsweise mit dem Gegenstand der EP 1 958 428 B1 bekannt geworden. Bei dieser bekannten Anordnung sind zwei einander gegenüberstehende Stickmaschinen angeordnet, bei denen die Stickrahmen jeweils entgegengesetzt im gegenseitigen Abstand zueinander angeordnet sind, und durch eine Quertraverse miteinander verbunden sind. Im Bereich dieser Quertraverse ist eine auf der Quertraverse verschiebbare Laserquelle angeordnet, die wahlweise dem einen Stickrahmen oder dem anderen Stickrahmen zugestellt werden kann. Nachteil dieser Anordnung ist, dass nur eine einzige Arbeitsposition für einen Stickrahmen vorgesehen ist.
Zum Schneiden muss deshalb die einzige Laserquelle stückweise entlang der Stickebene verschoben werden, was mit einem hohen Arbeitsaufwand und langen Bearbeitungszeiten verbunden ist. Aufgrund der Vorschubbewegungen des Transportrahmens für die Laserquelle ergibt sich nur eine ungenügende Genauigkeit beim Schneidvorgang.
Es hat sich herausgestellt, dass eine bewegbare Laserquelle ungünstig im Hinblick auf die Schneidgenauigkeit ist. Außerdem besteht bei dieser Druckschrift der weitere Nachteil, dass ein Laserstrahl über einen rotierenden Spiegel erzeugt wird, was im Hinblick auf die Genauigkeit als ungünstig angesehen wird.
Durch den sich bewegenden Drehspiegel ändern sich die Brennweite und die Strahllänge, wodurch es zu voneinander abweichenden Schneidergebnissen entlang der Stoffbahn kommt.
Bedingt durch die Tatsache, dass sich die Laseroptik in Verbindung mit dem Drehspiegel in kurzem Abstand vor der Stoffbahn befindet, ist es bei der genannten Druckschrift nicht möglich, den Laserbrennstrahl sehr nahe an die Nadeleinstichstelle zu bringen. Vielmehr ist konstruktionsbedingt ein großer Abstand zwischen dem Brennstrahl und dem Nadeleinstichpunkt zu tolerieren.
In der DE 696 20 686 D2 ( EP 0 753 372 B1 ) wird eine Laserbearbeitungsvorrichtung an einer Stickmaschine beschrieben. Über die Längserstreckung der Stickmaschine verteilt eine Anzahl von Laserquellen fest angeordnet sind, die im gegenseitigen Abstand jeweils einen Brennstrahl auf die Stoffbahn erzeugen. Die Stoffbahn bei dieser Anordnung liegt horizontal.
Der Abstand zwischen den Brennstrahlen der jeweiligen Laserquellen ist unerwünscht groß, und daher ist es nur möglich, relativ großflächige Muster zu schneiden, was als nachteilig empfunden wird. Außerdem sind keinerlei Vorkehrungen getroffen, um den Brennstrahl möglichst nahe an die Einstichstelle der jeweiligen Sticknadel zu bringen.
Der durch den Stand der Technik in Kauf genommene, unerwünscht große Abstand zwischen der Brennstelle auf der Stoffbahn und der Einstichstelle der Sticknadel war dadurch bedingt, dass die Größe des Nadelhalters und anderer Aufbauten vor der Sticknadel eine Verringerung des Abstandes zwischen Brennstrahl und Nadeleinstichstelle bei Zuführung eines nadelparallelen Brennstrahles verhinderten.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schiffchenstickmaschine mit einer Laserschneidvorrichtung so weiterzubilden, dass filigrane Schneidmuster möglichst nahe an der Einstichstelle der jeweiligen Sticknadel ausgebildet werden können.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass der von dem jeweiligen Laserstrahl auf die Stoffbahn erzeugte Brennstrahl im schrägen Winkel zur Ebene der Stichplatte und der Stoffbahn dieser Stoffbahn zugeführt wird.
Damit wird es erstmals möglich, statt eines nadelparallelen Brennstrahles, einen im Winkel zur Längsachse der Stoffbahn geneigten Brennstrahl auf der Stoffbahn zu erzeugen, sodass die vor der Sticknadel angeordneten Teile, wie z. B. der Nadelhalter und andere Einbauteile, die Verringerung des Abstandes zwischen Brennstrahl und Einstichstelle nicht mehr verhindern.
Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der Vorteil, dass nunmehr eine Minimierung des Abstandes zwischen dem Eintrittspunkt des Brennstrahls (Brennpunkt auf der Stoffbahn) und der Nadeleinstichstelle der jeweiligen Sticknadel dadurch gebildet wird, dass der Laserstrahl im Winkel zur Ebene der Stoffbahn auf die Stoffbahn zugeführt wird, und zwar in Richtung auf die Sticknadel, um so den Abstand zwischen dem stoffbahnseitigen Brennpunkt des Laserstrahls und dem Nadeleinstich der Sticknadel zu minimieren.
Einbauten an und Halterungen für die Sticknadel spielen dann keine Rolle mehr.
Damit ergibt sich der Vorteil, dass sehr filigrane Muster erstellt werden können, weil ein Verzug zwischen der Stoffbahn und der Nadeleinstichstelle nicht mehr stark ins Gewicht fällt, weil durch die Minimierung dieses Abstandes der Verzug ebenfalls minimiert wird, und daher verzerrungsfreie Schneidmuster erzeugt werden können, was bisher beim Stand der Technik nicht der Fall war.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Laserquelle entfernt von dem stoffbahnseitigen Brennpunkt angeordnet ist, und der Laserstrahl über ein oder mehrere Umlenkspiegel dem Brennpunkt auf der Stoffbahn im spitzen Winkel zugeführt wird.
Damit ergibt sich der Vorteil, dass die Laserquelle in relativ großem Umstand von der Stichplatte und der Stoffbahn am Maschinenraum angeordnet werden kann, und in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass jeder Laserquelle ein Schwenkgestänge zugeordnet ist, und das Schwenkgestänge von einer gemeinsamen Antriebsstange angetrieben wird, sodass auf einen bestimmten Maschinenbefehl hin sämtliche Laserquellen zusammen von der Stoffbahn weggeschwenkt werden können, und entgegengesetzt auch in Richtung auf die Stoffbahn zustellbar sind.
Demnach ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass sämtliche Laserquellen von einer gemeinsamen Antriebsstange und einem jeweils der Laserquelle zugeordneten Schwenkgestänge schwenkbar in Richtung senkrecht zur Ebene der Stoffbahn zustellbar angetrieben sind.
Bezüglich einer Maschinenlänge von zum Beispiel 16 Metern ist es deshalb vorgesehen, dass verteilt auf diese Länge zwischen 23 und 46 Laserquellen angeordnet werden, die von einer gemeinsamen Antriebsstange schwenkbar angetrieben sind. Die genannten Zahlenangaben dienen nur der Information und sollen die Erfindung nicht beschränken.
Mit dem gemeinsamen Schwenkantrieb besteht der Vorteil, dass alle Laserquellen präzise von der Stoffbahn weg und der Stoffbahn wieder zugestellt werden können, ohne dass es zu einer Veränderung des Brennstrahls auf der Stoffbahn kommt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es deshalb vorgesehen, dass jede Laserquelle an einem Viergelenk-Schwenkgestänge angeordnet ist und das Viergelenk-Schwenkgestänge jeweils parallel durch einen oder mehrere Linearantriebe beaufschlagt wird.
Im Mittelpunkt der Erfindung steht demnach die Tatsache, dass der von einer Laserquelle abgeleitete Brennstrahl der Laserschneidvorrichtung im Winkel zur Ebene der Stichplatte und der Stoffbahn dieser Stoffbahn zugeführt wird mit dem Ziel, den Brennpunkt auf der Stoffbahn möglichst nahe an die Einstichstelle der darunter liegenden Stichnadel zu bringen.
Damit ist es erstmals möglich, besonders filigrane, verzugsfreie Muster zu schneiden.
Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Laserstrahl durch eine Anzahl von Umlenkspiegeln schräg im Winkel auf die Ebene der Stoffbahn zugeführt wird, die in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einer vertikalen Ebene angeordnet ist.
In einer zweiten Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass der angestrebte Winkel zur Stoffbahn in einer horizontalen Ebene liegt. Wenn in der folgenden Beschreibung von einer in einer vertikalen Ebene angeordneten Stoffbahn die Rede ist, ist dies nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung umfasst demnach auch in horizontaler Ebene liegende Stoffbahnen oder Stoffbahnen, die in einem beliebigen Winkel zur Horizontalen und Vertikalen ausgerichtet sind. Alle vorstehenden und nachstehend angegebenen Erläuterungen gelten dann in analoger Weise.
In einer weiteren Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass allgemein in einer räumlichen Ebene (XYZ-Ebene) eine Schrägzustellung des Brennstrahls möglichst nächst der Einstichstelle der Sticknadel an der Stoffbahn erfolgt.
Im letztgenannten Ausführungsbeispiel entspricht deshalb die Zuführung des Brennstrahls einem kegligen Strahlraum, sodass die Erfindung allgemein beansprucht, dass eine schräge Zuführung des Brennstrahls in einem kegligen Strahlraum erfolgen kann, dessen Spitze sich in der Stoffbahn befindet, und diese Spitze als Brennpunkt möglichst dicht zu der Nadeleinstichstelle der Sticknadel liegen soll.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die gesamte Laseroptik für die Schneideinrichtung auf einem Schwenkgestänge angeordnet ist, welches ein Zu- und Wegschwenken der gesamten Laserschneidvorrichtung von der Stoffbahn weg und in Richtung auf die Stoffbahn hin erlaubt.
In einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung ist es hingegen vorgesehen, dass die Laserquelle fest angeordnet ist, dass aber die Sammellinse, die nächst der Stoffbahn angeordnet ist und die den Brennstrahl auf die Stoffbahn erzeugen soll, schwenkbar und zu- und wegstellbar vor der Stoffbahn angeordnet ist.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Soweit einzelne Gegenstände als „erfindungswesentlich” oder „wichtig” bezeichnet sind, bedeutet dies nicht, dass diese Gegenstände notwendigerweise den Gegenstand eines unabhängigen Anspruches bilden müssen. Dies wird allein durch die jeweils geltende Fassung des unabhängigen Patentanspruches bestimmt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen:
1: schematisiert ein Prinzipbild einer Laserschneidvorrichtung in einer ersten Ausführungsform
1A: eine gegenüber 1 abgewandelte Ausführungsform einer Laserschneidvorrichtung
1B: das Prinzip der Strahlzuführung des Brennstrahls des Lasers in Richtung auf die Stoffbahn
1C: die Verallgemeinerung des Prinzips nach 1B bei der schrägen Zuführung des Laserschneidstrahles auf die Stoffbahn
2: eine erste konstruktive Ausführung, bei der die Laserschneideinrichtung ortsfest am Maschinengestell angeordnet ist
3: eine detailliertere Abbildung im Vergleich zu 2
4: die Fortführung des Prinzips nach 2 und 3 mit Anordnung einer Absaugeinrichtung
5: die gleiche Anordnung wie 4 mit Anordnung einer Kühleinrichtung
6: perspektivisch eine zweite Ausführungsform, bei der die Laserquelle an einem Schwenkgestänge angeordnet ist
7: die gleiche Ausführungsform wie 6, wobei noch eine Absaugvorrichtung vorgesehen ist
8: die gleiche Darstellung wie 6 und 7 mit Darstellung des Schwenkgestänges für die Laserschneideinrichtung
9: eine gegenüber 8 detailliertere Darstellung des Schwenkgestänges
In 1 ist das Prinzipbild einer Laserschneidvorrichtung an einer Schiffchenstickmaschine dargestellt. Eine solche Schiffchenstickmaschine ist in vielfältigen Ausführungsformen des gleichen Anmelders bekannt geworden. Auf die diesbezüglichen Patentanmeldungen und Patente des gleichen Anmelders wird Bezug genommen. Alle dort enthaltenen Informationen bilden den Hintergrund der vorliegenden Erfindung. Nur beispielsweise und nicht abschließend werden die folgenden Druckschriften genannt:
DE20201103579U1 , DE 10 2011 122 422 A1 , DE 10 2010 021 336 A1 , DE 10 2010 019 704 B4 , DE 10 2008 019 467 B4 , DE10 2005 050 482 B3 , DE19860770C2 , DE3720907C2 .
Grundsätzlich verwendet die Schiffchenstickmaschine nach der Erfindung eine in vertikaler Ebene angeordnete Stoffbahn 1, die vor einer Stichplatte 2 angeordnet ist, wobei senkrecht zur Ebene der Stichplatte eine Vielzahl von Sticknadeln 3 in Pfeilrichtung 4 zur Stoffbahn 1 zustellbar und von der Stoffbahn 1 wegstellbar ausgebildet sind. Jede Sticknadel 3 erzeugt somit einen Nadeleinstich 15.
Im Mittelpunkt der Erfindung steht die Tatsache, dass ein Brennstrahl 61, der aus einem Laserstrahl 8 über eine Sammellinse 10 erzeugt wird, mit seinem Brennpunkt 11 möglichst nahe an dem Nadeleinstich 15 der Sticknadel 3 liegen soll. Erfindungsgemäß soll also der Schneidabstand 12 zur Sticknadel 3 minimiert werden.
Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, dass der Laserstrahl 8 im Neigungswinkel 13 und im Winkel zur (vertikalen) Ebene der Stoffbahn 1 der Stoffbahn zugeführt wird.
Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, dass ein ortsfester oder auch schwenkbar angeordneter Lasergenerator 6 vorgesehen ist, der einen ersten Spiegel 23 trägt, über den ein Laserstrahl 8 erzeugt wird, der über einen Umlenkspiegel 7 um einen Umlenkwinkel 9 umgelenkt wird, und hieraus ein Laserstrahl 8 erzeugt wird, der über eine Sammellinse 10 fokussiert wird und dann als Brennstrahl 61 einen Brennpunkt 11 auf der Stoffbahn 1 erzeugt.
Wichtig ist nun, dass ein Neigungswinkel 13 zur horizontalen Achse 5 in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, sodass damit der Schneidabstand 12 zu der Nadeleinstichstelle 15 minimiert werden kann.
Würde nämlich der Laserstrahl 8 in genauer horizontaler Anordnung auf die Stoffbahn projiziert werden, würde der Schneidabstand 12 verdreifacht oder vervierfacht werden. Dies vermeidet die Erfindung, indem der Laserstrahl 8 im Neigungswinkel 13 zur horizontalen Achse 5 der Stoffbahn 1 zugestellt wird.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass durch die schräge Ablenkung des Laserstrahls 8 mit dem Neigungswinkel 13 zur horizontalen Achse 5 nunmehr der Brennpunkt 11 im Bereich der Stichplatte 2 liegt. Damit ist der Vorteil verbunden, dass beim Durchtrennen des Stoffs der Laserstrahl nicht mehr auf der gegenüberliegenden Seite austreten kann, wodurch eine dort stehende Person verletzt werden könnte. Die Stichplatte 2 dient somit als Blendschutz und als Schutzwand für einen durch die Stoffbahn 1 hindurchtretenden Laserstrahl.
Im Ausführungsbeispiel nach 1 wurde bereits schon angegeben, dass die gesamte Laserschneideinrichtung, bestehend aus dem Lasergenerator 6 und den laseroptischen Einrichtungen 7 und 10, ortsfest angeordnet sein kann.
In der 1 ist jedoch als weiteres Ausführungsbeispiel auch eingezeichnet, dass die gesamte Laserschneideinrichtung auch in Pfeilrichtung 14 von der Stoffbahn 1 wegschwenkbar und der Stoffbahn 1 zustellbar ist.
In 1A wird ein gegenüber 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem von einer ortsfesten Laserschneideinrichtung ausgegangen wird. Hier ist der Lasergenerator 6 ortsfest am Maschinenrahmen an einer Längsschiene 22 befestigt, und die vordere, den Brennsstrahl 61 erzeugende Sammellinse 10 ist bewegbar in den Pfeilrichtungen 65 ausgebildet. Es handelt sich demnach um ein Schwenkgestänge 67, welches den Schwenkantrieb der Sammellinse 10 übernimmt.
Zu diesem Zweck ist der Linsenhalter 66 mit einem oberen Schwenklager 71 versehen, an dem das eine Ende eines Längshebels 68 angreift, dessen anderes Ende in einem Schwenklager 70 gelagert ist, welches seinerseits über einen Hebel 72 schwenkbar in der Achse einer Antriebsstange 44 gelagert ist. Die Antriebsstange 44 ist in einem Drehlager 51 im Bereich eines Lagerbocks 50 drehbar gelagert. Das im Halter 66 befindliche Drehschublager 76 übernimmt kompensiert den Längenausgleich beim Anheben der Vorrichtung. Das am Spiegelgehäuse befindliche Drehlager 77 kompensiert die Drehbewegung beim Anheben der Vorrichtung.
Am Schwenklager 71 greift ferner ein etwa horizontal verlaufender Querhebel 69 an, der wiederum in einem weiteren Schwenklager 73 verschwenkbar an dem Lagerbock 50 aufgenommen ist.
Auf diese Weise kann über die Verschwenkung des Linsenhalters 66 die Sammellinse 10 in Pfeilrichtung 65 hochgeschwenkt und von der Stoffbahn 1 abgeschwenkt und der Stoffbahn zugestellt werden.
Die 1B und 1C zeigen das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung, nämlich die Schrägzuführung des Brennstrahles 61 bezüglich der Ebene der Stoffbahn 1 und der parallel hierzu angeordneten Stichplatte 2.
So zeigt die 1B allgemein, dass die Ebene der Stoffbahn 1 und der Stichplatte 2 durch ein rechtwinkliges Koordinatensystem X/Y beschrieben wird, und diese beiden Koordinaten im Schnittpunkt den Brennpunkt 11 der Laserschneideinrichtung definieren.
Senkrecht zu der X-Y-Richtung erstreckt sich die Z-Richtung, wie in 1B eingetragen.
Die Erfindung zeigt, dass der Laserstrahl in Z-Richtung in einem beliebigen Winkel (im Neigungswinkel 13) in einer horizontalen Ebene gemäß 1B schräg auf die Stoffbahn 1 zugeführt werden kann. Die Neigungswinkel 13 zeigen den gesamten bevorzugten Zuführungsbereich des Laserstrahls an.
Es werden als mögliche Neigungswinkel Winkel im Bereich zwischen 2 Grad und 20 Grad bevorzugt. Auch durch die schräge Zuführung in horizontaler Ebene – wie in 1B gezeigt – wird somit der Abstand 12 (Schneidabstand) zu dem Nadeleinstich 15 der Sticknadel minimiert.
Die 1C zeigt die Verallgemeinerung des Prinzips nach 1B, wo erkennbar ist, dass nicht nur eine schräge Zuführung des Laserstrahls 8 in einer horizontalen Ebene senkrecht zur Ebene der Stoffbahn 1 möglich ist, sondern dass eine beliebige schräge Zuführung in X-Y-Z-Richtung möglich ist. Dies zeigt 1C, wo erkennbar ist, dass der Laserstrahl 8 als Brennstrahl 61 in einem räumlichen kegeligen Bereich 17 einer Kegelspitze zugeführt werden kann, wobei die Kegelspitze mit dem Brennpunkt 11 auf der Stoffbahn 1 zusammenfällt. Der innere kegelige Bereich 16 wird nicht genutzt.
Somit ist jede beliebige Winkelzuführung des Laserstrahls 8 und des daraus gewonnenen Brennstrahls 61 auf die Stoffbahn 1 einem kegeligen Bereich 17 gemäß 1C möglich.
Der innere, keglige Bereich 16, der in 1C dargestellt ist, wird nicht angestrebt, weil sich keine bemerkenswerte Änderung des Schneidabstandes 12 zu dem Nadeleinstich 15 ergibt.
Es werden demnach Winkelzuführbereiche des Brennstrahls 61 im Bereich zwischen dem Kegelbereich 17 und dem Kegelbereich 16 und dem hierdurch definierten Strahlraum 18, 19 bevorzugt.
Alle gezeigten Ausführungsbeispiele nach den 1, 1A und 1B zeigen, dass der Brennpunkt 11 der Laserschneideinrichtung vertikal oberhalb des Nadeleinstichpunktes 15 der Sticknadel 3 liegt. Hierauf ist die Erfindung nicht beschränkt. Es können auch seitliche Versätze vorgesehen werden, sodass der Brennpunkt 11 der Laserschneideinrichtung auch schräg versetzt auf der Stoffbahn 1 zu dem Nadeleinstich 15 der Sticknadel 3 angeordnet sein könnte. Dies wurde anhand der 1b und 1c erläutert.
Die 2 bis 5 zeigen als erste Ausführungsform eine Laserschneidvorrichtung, die ortsfest und nicht veränderbar am Maschinenrahmen der Stickmaschine angeordnet ist.
Es sind mehrere Lasergeneratoren 6, 6a im gegenseitigen Abstand auf einer Längsschiene 22 angeordnet, und jeder Lasergenerator 6 weist eine separate Schneidstelle auf, sodass es ausreicht, die Zusammensetzung eines einzigen Lasergenerators und dessen Befestigung am Maschinenrahmen zu beschreiben, weil der andere Lasergenerator 6a in genau gleicher Weise aufgebaut ist und befestigt ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die parallel zueinander angeordneten Lasergeneratoren 6, die auf der Längsschiene 22 angeordnet sind, in ihrer Leistung so kalibriert sind, dass von jedem Lasergenerator 6, 6a die gleiche Schneidleistung erzielt wird. Ferner wird in einer bevorzugten Ausführungsform angegeben, dass die Lasergeneratoren wassergekühlt sind.
Ausgehend vom Lasergenerator 6 und seiner Befestigung auf der Längsschiene 22 ist der Spiegel 23 am Austrittsbereich des Lasergenerators 6 angeordnet, der eine Umlenkung in ein sich daran anschließendes Schutzrohr 24 durchführt, in welchem der Laserstrahl 8 geführt ist. Damit wird er abgedeckt geführt.
Im Umlenkbereich des Schutzrohres 24, im Übergang zum Schutzrohr 25, ist der Umlenkspiegel 7 angeordnet. 3 zeigt das weiterführende Schutzrohr 25 das den Lasersstrahl einer Sammellinse 10 zuführt die direkt am vorderen Ende des Schutzrohres angeordnet ist. Jenseits der Sammellinse 10 wird der Brennstrahl erzeugt, der unmittelbar auf die Stoffbahn 1 wirkt. Weiter ist In 3 ist dargestellt, dass damit der Abstand 12 zwischen dem Brennpunkt 11 und der darunter liegenden Sticknadel 3 mit dem Nadeleinstich 15 erfindungsgemäß minimiert ist.
Es ist noch dargestellt, dass ein Nadelantrieb 26 vorhanden ist, in dem die Sticknadeln 3 verschiebbar angetrieben gelagert sind.
Ferner ist aus 3 zu entnehmen, dass zum Maschinenrahmen noch eine Stickrahmenwange 20 gehört. Der Halter 21 ist mit der Längsschiene 22 verbunden.
Die 3 zeigt weitere Einzelheiten der Befestigung der starren Laserschneideinrichtung gemäß 2. Dort ist erkennbar, dass der Lasergenerator 2 an der Längsschiene 22 angeordnet ist, und der Laserstrahl über ein erstes vertikales Schutzrohr 24 dem oben liegenden Umlenkspiegel 7 zugeführt wird. Dort wird der Strahl umgelenkt und durch das Schutzrohr 25 der vorderen Sammellinse 10 zugeführt, die daraus den Brennstrahl erzeugt, der einen Brennpunkt 11 auf der Stoffbahn erzeugt.
Wichtig ist auch hier, dass der Brennpunkt 11 im Bereich der Stichplatte 2 liegt, und jenseits der Stichplatte von der Stichplatte abgedeckt wird, sodass es nicht vorkommen kann, dass der Brennstrahl an der Stichplatte vorbeistrahlt. Die Stichplatte 2 ist somit auch eine Schutzwand gegen eine Verletzung einer Person, die jenseits der Stichplatte 2 steht, und sie kann deshalb nicht von dem Laserstrahl getroffen werden.
Auch hier ist schematisiert dargestellt, dass die Sticknadel 3 mit ihrem Nadeleinstich 15 einen sehr geringen Abstand (Schneidabstand 12) zu dem Brennpunkt 11 der Laserschneideinrichtung aufweist.
Das Schutzrohr 25 ist über einen Haltearm 29 fest mit einem Haltegestänge 26 verbunden.
Als weitere Einzelheiten sind in den 2 und 3 dargestellt, dass die Fadenspulen auf Spulenhaltern 28 gelagert sind und Fadenlieferungen 27 oberhalb angeordnet sind.
Der nächst dem Lasergenerator 6 angeordnete erste Spiegel 23 bewirkt eine Umlenkung um 90 Grad, während der im Übergangsbereich zwischen dem unteren Schutzrohr 24 und dem geneigten Schutzrohr 25 angeordnete, weitere Umlenkspiegel 7 bevorzugt lediglich eine Umlenkung um zum Beispiel 78 Grad bewerkstelligt, um so den erfindungsgemäß angestrebten geneigten Brennstrahl in Richtung auf die Stoffbahn 1 zu erzeugen.
Die gesamte Anordnung ist im Übrigen an einem Maschinenteil 30 ortsfest befestigt.
Das Schutzrohr 24 ist in einer Klemmvorrichtung am Maschinenteil 30 aufgenommen.
Die 4 zeigt, dass an den Brennpunkten 11, das heißt an den Wirkstellen der Laserschneideinrichtung sind geeignete Absaughauben 35 angeordnet, die lediglich schematisiert dargestellt sind. Solche Absaughauben können somit auch am Schutzrohr 25 befestigt sein. Der Vollständigkeit halber sind noch einige weitere Maschinenteile dargestellt, wie zum Beispiel ein Längsträger 43 und eine Antriebsstange 44, die an dem Haltegestänge 31 angeordnet sind.
Es ist gezeigt, dass ausgehend von einer zentralen Absaugung 32 eine Zentralleitung 33 vorgesehen ist, in welche Abzweigleitungen 34 münden. Die jeweilig an der Schneidstelle erzeugten Dämpfe und Gase werden somit in Pfeilrichtung 36 abgesaugt und der zentralen Absaugung 32 zugeführt. Dort werden sie durch geeignete Filter unschädlich gemacht. Die Zuführung zur Absaugung 32 erfolgt in Pfeilrichtung 45.
Die 5 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel, das mit der Absaugung nach 4 kombiniert werden kann oder aber auch in Alleinstellung funktioniert, dass die angegebenen Lasergeneratoren wassergekühlt sind. Zu diesem Zweck ist eine Kühleinheit 38 vorhanden, bei der eine zulaufseitige Kühlleitung 39 in zugeordnete Abzweigleitungen 41 mündet, über welche ein flüssiges Kühlmedium in die Lasergeneratoren 6, 6a eingespeist wird.
Der Rücklauf erfolgt über die Abzweigleitungen 42 und die Kühlleitung 40 in die Kühleinheit 38 zurück.
Zu 4 wird noch hinzugefügt, dass auch im Bereich der Schutzrohre 24, 25 ein Luftstrom erzeugt werden kann, der als Spülluft ausgebildet ist. Zu diesem Zweck ist jeweils am unteren Ende der Schutzrohre 24 ein Spülluftanschluss 37 vorgesehen.
Die 6 bis 9 zeigen als weitere Ausführungsform der Erfindung, dass die Laserschneideinrichtung auch auf einem Schwenkgestänge 74 angeordnet sein kann. Vorteil der Anordnung eines solchen Schwenkgestänges ist die Möglichkeit der Zu- und Wegstellung der gesamten Laserschneideinrichtung von der Stoffbahn 1 weg und zur Stoffbahn 1 hinzu.
Dies führt zu einer wesentlichen Bedienungsvereinfachung der erfindungsgemäßen Schiffchenstickmaschine, weil das Einfädeln der Stoffbahn auf dem Stickrahmen und das Einfädeln der Stickfäden an der Sticknadel vereinfacht werden.
Durch das Anordnen eines Schwenkgestänges 74, wobei jeweils einem Lasergenerator ein Schwenkgestänge 74 zugeordnet wird, ergibt sich der weitere Vorteil, dass beim Wegschwenken des Schwenkgestänges 74 von der Stoffbahn der Arbeitsbereich vollkommen freigelegt ist und leicht zugänglich ist, und die Stickhöhe damit optimal genutzt werden kann.
Die 6 zeigt als Beispiel, dass auch bei einer solchen Ausführungsform eine Kühleinheit 38 vorgesehen ist, die in der gleichen Weise funktioniert, wie sie anhand der 5 dargestellt wurde.
Auch hier wird das Kühlmedium – jedoch über flexible Abzweigleitungen 41, 42 – dem jeweiligen Lasergenerator 6 zugestellt, der nunmehr in Pfeilrichtung 14 von der Stoffbahn 1 weggeschwenkt werden kann. Aus Vereinfachungsgründen ist die Stoffbahn in 6 nicht dargestellt.
Die 7 zeigt das gleiche Schwenkgestänge 74, wobei auch dieser Anordnung eine Absaugeinrichtung 32 zugeordnet ist, die jedoch in diesem Fall über flexible Abzweigleitungen 34 verfügt, weil der Lasergenerator 6 auf dem Schwenkgestänge 74 schwenkbar angeordnet ist.
Die Verschwenkung erfolgt im Übrigen, um eine zentrale Antriebsstange 44, die als Drehlager für die gesamte Schwenkeinrichtung dient.
Aus den 8 und 9 ergeben sich weitere Einzelheiten des Schwenkmechanismus.
Jeder Lasergenerator 6 ist zwischen zwei ortsfesten Lagerböcken 50 aufgenommen, wobei jeder Lagerbock an seinem oberen Ende jeweils ein Drehlager 51 für den Durchtritt der zentralen Antriebsstange 44 aufweist.
Im unteren Bereich des Lagerbocks 50 ist ein erstes Lager 52 angeordnet, an dem das hintere Ende eines Linearantriebes 49 schwenkbar aufgenommen ist. Im Linearantrieb 49 ist eine Antriebsstange 48 verschiebbar angetrieben gelagert.
Das freie Ende jeder Antriebsstange 48 greift an einer Querwelle 47 an, die zwischen zwei Lagerböcken aufgenommen ist, die ihrerseits am freien schwenkbaren Ende eines Gelenkhebels 46 gelagert sind.
Am hinteren Bereich ist ein weiteres Schwenklager 54 angeordnet, das anhand der 9 später noch erläutert wird.
Ausgehend von dem Schwenklager 54 ist ein Zughebel 53 angeordnet, der gemäß 9 mit weiteren Gelenkeinrichtungen versehen ist, wie anhand der 9 dargestellt ist.
Wichtig bei der Ausführungsform nach 8 und 9 ist demnach, dass die gesamte Lasereinheit mit dem Lasergenerator 6 und den daran befestigten Schutzrohren 24, 25 von der Stoffbahn 1 wegschwenkbar und zustellbar sind.
Aus 9 ergeben sich im Vergleich zu 8 weitere Einzelheiten.
Aus 9 ist erkennbar, dass der Lagerbock 50 das obere Drehlager 51 für die Drehlagerung der Antriebsstange 44 ausbildet. Ausgehend von dem Lagerbock 50 ist mit diesem ein Zughebel 75 fest verbunden, der an seinem äußeren Ende ein Schwenklager 54 ausbildet.
Im Schwenklager 54 ist der Zughebel 53 schwenkbar aufgenommen und ist mit seinem unteren Ende mit einer Schutzhaube 59 verbunden, die als Zugriffsschutz dient, um nicht bei der Betätigung des Schwenkgestänges in den Schwenkbereich des Schwenkgestänges zu gelangen.
Aus 9 ist die schräge Zuführung des Brennstrahls 61 auf die Stichplatte und die Stoffbahn 1 zu erkennen.
Im Bereich eines Drehlagers 58, welches im Bereich der Schutzhaube 59 angeordnet ist, ist ein weiterer horizontaler Hebel 56 vorgesehen, dessen anderes Ende in dem Drehlager 57 aufgenommen ist, welches im Lagerbock 50 angeordnet ist.
Es handelt sich demnach um eine Viergelenkanordnung, bestehend aus folgenden vier Hebeln, nämlich einem Gelenkhebel 75, dem Zughebel 53 und dem horizontalen Hebel 56 und den vier Gelenkpunkten 51, 54, 58 und 57.
In 9 ist noch dargestellt, dass vor der Stichplatte 2 ein Schneidmesser 60 zum Schneiden des Stickfadens vorgesehen ist, wobei die Sticknadel 3 in einem an sich bekannten Nadelantrieb 26 gehalten ist.
Wenn demnach die Antriebsstange 48 in Pfeilrichtung 62 in den Linearantrieb 49 eingefahren wird, verschwenkt der Gelenkhebel 46 um das Schwenklager 51. Somit hebt sich der Gelenkhebel 75 nach oben, nimmt das Schwenklager 54 zusammen mit der Zugstange 53 mit, und hebt über das Drehlager 58 auch den horizontalen Hebel 56 an, sodass die gesamte Laserschneideinrichtung mit den Schutzrohren 24, 25 und der Laserquelle 6 in Pfeilrichtung 14 von der Stoffbahn abgeschwenkt wird.
Es wird ein Schwenkwinkel im Bereich von 60 oder mehr Grad bevorzugt.
Es ist eine Stütze 64 vorhanden, die den gesamten Schwenkantrieb auf der Maschine befestigt.
Vorteil der Erfindung ist demnach eine neuartige Laserschneideinrichtung, mit der es erstmals gelingt, besonders filigrane Schneidmuster nächst der jeweiligen Einstichstelle der Sticknadel zu erzeugen, was bisher nicht möglich war.
Bezugszeichenliste

1: Stoffbahn
2: Stichplatte
3: Sticknadel
4: Pfeilrichtung
5: horizontale Achse
6: Lasergenerator 6a
7: Umlenkspiegel
8: Laserstrahl 8'
9: Umlenkwinkel
10: Sammellinse
11: Brennpunkt
12: Schneidabstand
13: Neigungswinkel
14: Pfeilrichtung
15: Nadeleinstich
16: Bereich
17: Bereich
18: Strahlraum außen
19: Strahlraum innen
20: Stickrahmenwange
21: Halter
22: Längsschiene
23: Spiegel
24: Schutzrohr
25: Schutzrohr
26: Nadelantrieb
27: Fadenlieferung
28: Spulenhalter
29: Haltearm
30: Maschinenteil
31: Haltegestänge
32: Absaugung
33: Zentralleitung
34: Abzweigleitung
35: Absaughaube
36: Pfeilrichtung
37: Spülluftanschluss
38: Kühleinheit
39: Kühlleitung (zu/auf)
40: Kühlleitung
41: Abzweigleitung
42: Abzweigleitung
43: Längsträger
44: Antriebsstange
45: Pfeilrichtung
46: Gelenkhebel
47: Querwelle
48: Antriebsstange
49: Linearantrieb
50: Lagerbock
51: Drehlager
52: Lager
53: Zughebel
54: Schwenklager
55: Hebel = 46
56: horizontaler Hebel
57: Drehlager
58: Drehlager
59: Schutzhaube
60: Schneidmesser
61: Brennstrahl
62: Pfeilrichtung
63: Pfeilrichtung
64: Stütze
65: Pfeilrichtung
66: Linsenhalter
67: Schwenkgestänge
68: Längshebel
69: Querhebel
70: Schwenklager
71: Schwenklager
72: Hebel
73: Schwenklager
74: Schwenkgestänge
75: Gelenkhebel
76: Drehschublager
77: Drehlager

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1958428 B1 [0002]
DE 69620686 D2 [0007]
EP 0753372 B1 [0007]
DE 202011035791 [0048]
DE 102011122422 A1 [0048]
DE 102010021336 A1 [0048]
DE 102010019704 B4 [0048]
DE 102008019467 B4 [0048]
DE 102005050482 B3 [0048]
DE 19860770 C2 [0048]
DE 3720907 C2 [0048]

Claims

Schiffchenstickmaschine mit Laserschneidvorrichtung, bei der ein Laserstrahl (8, 61) in die Nähe der Einstichstelle (15) der Sticknadel (3) auf die Stoffbahn (1) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Minimierung des Abstandes (12) zwischen der Einstichstelle (15) der Sticknadel (3) und dem auf die Stoffbahn (1) auftreffenden Laserstrahl (8, 61), der Laserstrahl (8, 61) im schrägen Winkel (13) zur Ebene der Stoffbahn (1) in Richtung auf die Einstichstelle (15) der Sticknadel (3) auf die Stoffbahn (1) auftrifft.
Schiffchenstickmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lasergenerator (6) entfernt von einem stoffbahnseitigen Brennpunkt (11) angeordnet ist, und der Laserstrahl (8, 61) über ein oder mehrere Umlenkspiegel (7, 23) dem Brennpunkt (11) auf der Stoffbahn (1) im spitzen Winkel (12) zur Ebene der Stoffbahn (1) auf die Stoffbahn (1) zuführbar ist
Schiffchenstickmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Lasergenerator (6, 6a) ein Schwenkgestänge (67, 74) zugeordnet ist, mit dem der Lasergenerator (6, 6a) von der Stoffbahn (1) weg und hinzu schwenkbar ausgebildet ist.
Schiffchenstickmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere oder alle Schwenkgestänge (67, 74) von einer gemeinsamen Antriebsstange (44) schwenkbar angetrieben sind.
Schiffchenstickmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere oder alle Lasergeneratoren (6, 6a) an einem Viergelenk-Schwenkgestänge (67, 74) angeordnet sind, das jeweilige Viergelenk-Schwenkgestänge (67, 74) parallel durch zwei Linearantriebe (49) angetrieben ist.
Schiffchenstickmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere oder alle Lasergeneratoren (6, 6a) fest angeordnet ist, und dass mindestens die Sammellinse (10), die nächst der Stoffbahn (1) angeordnet ist und die den Brennstrahl (61) auf die Stoffbahn (1) erzeugt, schwenkbar und zu- und wegstellbar vor der Stoffbahn (1) angeordnet ist.
Schiffchenstickmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl (8, 61) des Lasergenerators (6, 6a) in einem Schutzrohr (24, 25) geführt ist.
Schiffchenstickmaschine nach Anspruch 7, dass die Absaugung der im Brennpunkt (11) auf der Stoffbahn (1) entstehenden Gase und Dämpfe durch Absaughauben (35) und eine zentrale Absaugung (32) mittels einer Zentralleitung (33) und daran angeschlossenen Abzweigleitungen (34) erfolgt.
Schiffchenstickmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennpunkt (11) des Laserstrahls (8, 61) im Bereich der Stichplatte (2) liegt, und von der Stichplatte (2) abgedeckt ist.
Schiffchenstickmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Schutzrohre (24, 25) Spülluft strömt.